JP2007009757A

JP2007009757A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2007009757A
Application number: JP2005189425A
Authority: JP
Inventors: Takushi Sasa; 卓士佐々
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】始動直後に速やかに背圧仕切帯が安定した状態で旋回鏡板背面に押圧されるよう動作することにより、効率の安定した、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供すること。
【解決手段】背圧仕切帯１０８の収納溝１０９の底面深さを、圧力が高い側の溝底面深さが深く、圧力の低い側の溝底面深さが背圧仕切帯１０８の厚み以下とすることにより、背圧仕切帯１０８は、旋回鏡板１０２の背面の中心側に作用する圧縮機構の吐出圧力と等しい圧力の潤滑油が、溝底に流入し易くなり、始動直後に背圧仕切帯１０８が速やかに収納溝１０９から浮上し、旋回鏡板１０２の背面に押圧され、密封が確実になると共に、背圧が安定して、信頼性が高く、効率の安定したスクロール圧縮機が実現出来る。
【選択図】図２

Description

本発明は、業務用及び家庭用の空気調和機等に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。

従来のスクロール圧縮機の例として、以下図面とともに説明する。

図４は従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部構断面図、図５は従来のスクロール圧縮機の背圧仕切帯近傍拡大断面図である。

図４に示す旋回スクロール１０１の旋回鏡板１０２に圧縮作業空間１０３から付加される軸方向スラスト力を緩和させる為に、旋回鏡板１０２の背面の中心側に圧縮機構１０４の吐出圧力が作用し、その外側に吐出圧力より低い吐出圧力と吸入圧力の中間の圧力が作用するように、旋回鏡板１０２と軸受部材１０５の軸方向支持部１０６との微少隙間１０７を、この旋回鏡板１０２の背面と摺動自在に接する背圧仕切帯１０８で仕切っている。この背圧仕切帯１０８は、旋回鏡板１０２の背面の中心側に作用する圧縮機溝１０４の吐出圧力と等しい圧力の潤滑油が、この背圧仕切帯１０８を収納する軸受部材１０５に形成された背圧仕切帯収納溝１０９に流入することで、旋回鏡板１０２の背面に押圧されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１−１７８７８５号公報（第４頁、図３）

しかしながら、前記従来のような背圧仕切帯は始動直後に背圧仕切帯収納溝の中に入ったままになることがあり、背圧仕切帯の背部に圧力の高い潤滑油が流入して浮かび上がることが出来ず、その為、背圧仕切帯が旋回鏡板の背面に押圧されずに、吐出圧力より低い背圧室に吐出圧力に近い潤滑油が過大に流入して、旋回鏡板平面の摺動等による動力損失が増大し、圧縮機の効率を低下させると共に、信頼性低下を招くという課題があった。

本発明はこれらの課題を解決するものであり、始動直後速やかに背圧仕切帯が安定した状態で旋回鏡板の背面に押圧されるよう動作することにより、効率の安定した、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明は、スクロール圧縮機の背面に微少空隙を介して軸方向支持部を設け、前記旋回鏡板に半径方向、及び軸方向の２種類の合成された圧力が作用するように、前記微少空隙を摺動自在に密封して仕切る断面が矩形のリング状背圧仕切帯を設け、これを軸受部材又は旋回鏡板に形成された背圧仕切帯収納溝に収納し、この溝深さが前記微少空隙において圧力が高い側の溝底面深さが深く、圧力の低い側の溝底面深さが背圧仕切帯の厚み以下とするものである。

本構成によって、背圧仕切帯は、旋回鏡板の背面の中心側に作用する圧縮機構の吐出圧力と等しい圧力の潤滑油が、この背圧仕切帯を収納する軸受部材に形成された溝の底に流入し易くなり、始動直後に背圧仕切帯は速やかに収納溝から浮上し、旋回鏡板の背面に押圧されるので、密封が確実になると共に、背圧が安定して、信頼性が高く、効率の安定したスクロール圧縮機が実現出来る。

本発明によれば、前記旋回鏡板に半径方向、及び軸方向の２種類の合成された圧力が作用し易いような、背圧仕切帯の収納溝底形状とすることにより、圧縮機始動直後に背圧仕切帯が速やかに旋回鏡板の背面に押圧され様になる為、密封が確実なものとなると共に、背圧が安定して、吐出圧力より低い背圧室に吐出圧力に近い潤滑油が過大に流入することが無くなり、効率を安定化させると共に、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型電動縦置きスクロール圧縮機の断面図の一例である。

密閉容器１１１の内部に、圧縮機構１０４を駆動する電動機１１２の固定子１１３が焼嵌固定され、この電動機１１２の回転子１１４に圧縮機構１０４を駆動するクランク軸１１５が結合している。圧縮機構１０４は固定枠体１１６に固定スクロール１１７と噛み合って複数個の圧縮作業空間１０３を形成する旋回スクロール羽根１１８を旋回鏡板１０２の上に形成した旋回スクロール１０１と、この旋回スクロール１０１の自転を防止して旋回のみをさせる自転防止機構１１９とを有し、旋回鏡板１０２の旋回スクロール羽根１１８とは反対側に設けられた旋回駆動軸１２０は、クランク軸１１５の一端に形成した主軸１２１の内方に設けられた偏心軸受１２２に嵌入され、このクランク軸１１５はその主軸１２１を支承する主軸受１２３を有する軸受部材１０５で支持されている。また、旋回鏡板１０２の背面に、この背面とは摺動自在であり、微少空隙１０７を遮断して、旋回鏡板１０２の背面の中心側に圧縮機構１０４の吐出圧力が作用し、その外側の背圧室１１０に吐出圧力と吸入圧力との間の適切な中間の圧力が作用するように仕切る、断面が矩形のリング状背圧仕切帯１０８が配設されている。

ここで、本実施の形態に於ける詳細な構成を説明する為、図２として図１の背圧仕切帯１０８近傍の拡大断面図を示す。背圧仕切帯１０８は軸受部材１０５に形成されたリング状溝１０９に収納され、この溝底深さは中心近傍（即ち吐出圧力側）深さｈ１に対して、半径方向に外側（即ち吐出圧力と吸入圧力との間の適切な中間の圧力側）深さｈ２の方を浅く（ｈ１＞ｈ２）、かつこのｈ２深さは背圧仕切帯１０８の厚みｔ以下（ｈ２≦ｔ）としている。

次に、本発明における作用を説明する。圧縮機構１０４の吸入口１２４から吸入された冷媒は、圧縮作業空間１０３で順次圧縮され、吐出口１２５から吐出される。（ここで、スクロール圧縮機の圧縮原理については、既に公知のことである為省略する。）
このとき、旋回スクロール１０１の旋回鏡板１０２に圧縮作業空間１０３から軸方向スラスト力が付加され、その為、旋回鏡板１０２の背面が軸受部材１０５の軸方向支持部１０６に押圧されようとする。しかし、旋回鏡板１０２の背面の微少空隙１０７は背圧仕切帯１０８で仕切られており、その中心側には吐出圧力と同じ圧力の圧縮機構１０４を潤滑する潤滑油で満たされており、また、その外側に吐出圧力と吸入圧力との間の適切な中間の圧力が作用するので、前記圧縮作業空間１０３側から付加される軸方向スラスト力が背圧仕切帯１０８の内側の圧力と相殺され、固定枠体１１６との当接力を小さな値にでき、摺動損失を低減させる。更に、始動直後、或いは運転条件等によって、旋回鏡板１０２の背面の中心に作用する圧力の潤滑油がこの背圧仕切帯１０８を収納する軸受部材１０５に形成した溝１０９背部に流入し難く、背圧仕切帯１０８が旋回鏡板１０２に押圧される方向（即ち、溝から浮かび上がる方向）に動作し難い様な場合でも、図２に示す様に、背圧
仕切帯１０８の厚みｔに対して中心側溝深さｈ１が深く、また溝外側の深さｈ２が背圧仕切帯１０８の厚みｔ以下である為、背圧仕切帯１０８は溝１０９に入り込み過ぎず、かつ背部が確実に高圧の潤滑油で満たされる為、圧縮機起動後、速やかに旋回鏡板１０２の背面に押圧され、これにより安定して背圧仕切帯１０８の内側と外側が摺動自在に密封される為、吐出圧力より低い背圧室に吐出圧力に近い潤滑油が過大に流入して、旋回鏡板１０２平面の摺動等による動力損失が増大して、圧縮機の効率を低下させたり、潤滑油が少なくなり信頼性の低下を招くと言うようなことが無くなる。

なお、本実施の形態において、スクロール圧縮機の軸受部材１０５に背圧仕切帯１０８の収納溝１０９を設けた場合を代表例として用いたが、旋回鏡板１０５側に同様の溝を設けても同様に実施可能である。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における背圧仕切帯１０８近傍の拡大断面図を示す。背圧仕切帯１０８は軸受部材１０５に形成されたリング状溝１０９に収納され、この溝底深さは中心近傍（即ち吐出圧力側）深さｈ１に対して、半径方向に外側（即ち吐出圧力と吸入圧力との間の適切な中間の圧力側）深さｈ２の方を浅く（ｈ１＞ｈ２）した段付の溝深さを持つ形状で、かつこのｈ２深さは背圧仕切帯１０８の厚みｔ以下（ｈ２≦ｔ）としている。

本実施の形態のように、溝底深さ形状を２段の段付形状とすることで、溝加工性を容易に出来る。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、圧縮機始動直後に背圧仕切帯が速やかに旋回鏡板の背面に押圧され様になる為、密封が確実なものとなると共に、背圧が安定して、吐出圧力より低い背圧室に吐出圧力に近い潤滑油が過大に流入することが無くなり、効率を安定化させると共に、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが可能となるので、空気調和装置等の他に、ヒートポンプ式給湯器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図本発明の実施の形態１における背圧仕切帯近傍拡大断面図本発明の実施の形態２における背圧仕切帯近傍拡大断面図従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部断面図従来のスクロール圧縮機の背圧仕切帯近傍拡大断面図

符号の説明

１０１旋回スクロール
１０２旋回鏡板
１０３圧縮作業空間
１０４圧縮機構
１０５軸受部材
１０６軸方向支持部
１０７微少空隙
１０８背圧仕切帯
１０９背圧仕切帯収納溝
１１０背圧室
１１１密閉容器
１１２電動機
１１３固定子
１１４回転子
１１５クランク軸
１１６固定枠体
１１７固定スクロール
１１８旋回スクロール羽根
１１９自転防止機構
１２０旋回駆動軸
１２１主軸
１２２偏心軸受
１２３主軸受
１２４吸入口
１２５吐出口

Claims

容器内に軸受により支承されたクランク軸を介して圧縮動作を行う圧縮機構部と、これを駆動する電動機とから成る冷凍空調用圧縮機で、圧縮機構部が固定枠体上に形成した固定スクロールと、この固定スクロールと互いに噛み合わせて複数個の圧縮空間を形成するように配設した旋回スクロールと、この旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構とから成るスクロール圧縮機において、前記固定枠体の周辺平面と前記旋回スクロールの旋回鏡板の周辺平面とを摺動自在に当接させると共に、前記旋回鏡板の背面に微少空隙を介して軸方向支持部を設け、前記旋回鏡板に半径方向、及び軸方向の２種類の合成された圧力が作用するように、前記微少空隙を摺動自在に密封して仕切る断面が矩形のリング状背圧仕切帯を設け、これを軸受部材又は旋回鏡板に形成された背圧仕切帯収納溝に収納し、この溝深さが前記微少空隙において圧力が高い側の溝底面深さが深く、圧力の低い側の溝底面深さが背圧仕切帯の厚み以下であることを特徴とするスクロール圧縮機。
軸受部材又は旋回鏡板に形成された背圧仕切帯収納溝の溝底深さが段付形状であることを特徴とする、請求項１記載のスクロール圧縮機。